(57)【要約】【課題】微粒廃棄物から安価にかつ効率的に塊状体を形成することが可能な微粒廃棄物の処理方法を提供する。【解決手段】水分を含有する微粒廃棄物に生石灰粉を加えて混合し、生石灰粉と水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成し、第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し水分の残部と軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成し、第２の混合物を固形化させて塊状体にする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含有する微粒廃棄物に生石灰粉を加えて混合し、該生石灰粉と該水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成して、該第１の混合物中の残留水分の量を調整することを特徴とする微粒廃棄物の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の微粒廃棄物の処理方法において、前記微粒廃棄物に更に軽焼マグネシア粉を加えて混合し、該軽焼マグネシア粉と前記水分の一部を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることを特徴とする微粒廃棄物の処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の微粒廃棄物の処理方法において、前記第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し、前記残留水分と該軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成して、該第２の混合物を固形化させて塊状体にすることを特徴とする微粒廃棄物の処理方法。
【請求項４】
乾燥した微粒廃棄物に生石灰粉と水分を添加し混合して該生石灰粉と該水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成し、該第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し前記水分の残部と該軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成して、該第２の混合物を固形化させて塊状体にすることを特徴とする微粒廃棄物の処理方法。
【請求項５】
請求項３及び４のいずれか１項に記載の微粒廃棄物の処理方法において、前記塊状体は前記第２の混合物を加圧成形機で加圧して形成されることを特徴とする微粒廃棄物の処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の微粒廃棄物の処理方法において、前記微粒廃棄物が金属精錬時に発生する金属含有ダスト及び汚泥のいずれか１であることを特徴とする微粒廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、金属精錬時に発生する金属含有ダストや、下水処理場で発生する汚泥等の微粒廃棄物の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属精錬時に発生する金属含有ダスト、例えば、転炉吹錬時に発生する鉄粉含有ダストは、湿式集塵機により捕集されてスラリーとなり、このスラリーをフィルタープレスで脱水処理して板状のケーキを形成し回収している。
しかし、回収されたケーキの含水率は高いため、このままの状態では直ちに再利用することができない。このため、回収した板状のケーキを乾燥機で強制乾燥させてから再利用、例えば、転炉工程へのリサイクルを行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４１８４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、乾燥した板状のケーキを転炉工程にリサイクルする場合、板状のケーキ内に水分が残留していると、水蒸気爆発を起こす可能性が高いため、板状のケーキの乾燥は水蒸気爆発の可能性が低くなる含水率の領域まで行う必要があった。このため、乾燥時間が長くなって生産性が低下し、乾燥コストが上昇して製造コストが増加するという問題があった。
また、乾燥後の板状のケーキの強度は小さいため破損し易く、取扱いが不便で生産性をより低下させると共に、発塵の可能性が高くなって作業環境の悪化を招いていた。
更に、乾燥後の板状のケーキは吸湿性が高いため、転炉工程にリサイクルするまでの間、乾燥状態で保管する必要があり、製造コストを更に増加させることになっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、微粒廃棄物から安価にかつ効率的に塊状体を形成することが可能な微粒廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る微粒廃棄物の処理方法は、水分を含有する微粒廃棄物に生石灰粉を加えて混合し、該生石灰粉と該水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成して、該第１の混合物中の残留水分の量を調整する。
【０００６】
水分を含有する微粒廃棄物に生石灰（ＣａＯ）粉を加えて混合することにより、微粒廃棄物中の水分と生石灰粉との間に、
Ｈ２  Ｏ＋ＣａＯ→Ｃａ（ＯＨ）２
の反応が生じて、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２  ）が生成する。
その結果、微粒廃棄物がこの消石灰の中に分散して第１の混合物が形成される。そして、微粒廃棄物中に存在していた水分量が減少して、形成される第１の混合物の粘性は、微粒廃棄物の粘性と比較して大きく上がる。
ここで、第１の混合物中の残留水分の量の調整は、生石灰粉の添加量により行うことができる。例えば、第１の混合物中の残留水分の量は、１８〜２５重量％とするのがよい。
【０００７】
第１の発明に係る微粒廃棄物の処理方法において、前記微粒廃棄物に前記生石灰粉の他に、更に軽焼マグネシア粉を加えて混合し、該軽焼マグネシア粉と前記水分の一部を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることが好ましい。
【０００８】
水分を含有する微粒廃棄物に生石灰粉と軽焼マグネシア粉を加えて混合しすることにより、微粒廃棄物中の水分と生石灰粉及び軽焼マグネシア粉との間に、
Ｈ２  Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ→Ｃａ（ＯＨ）２  ＋Ｍｇ（ＯＨ）２
の反応が生じて消石灰及び水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２  ）が生成する。その結果、微粒廃棄物が生成した消石灰及び水酸化マグネシウムの中に分散して第１の混合物が形成される。そして、微粒廃棄物中に存在していた水分量が減少して、形成される第１の混合物の粘性は、微粒廃棄物の粘性と比較して高くなる。
ここで、第１の混合物中の残留水分の量の調整は、生石灰粉及び軽焼マグネシア粉の添加量により行うことができる。例えば、第１の混合物中の残留水分の量は、１５〜２０重量％とするのがよい。
【０００９】
更に、第１の混合物は水酸化マグネシウムを含有しているので、乾燥して得られる第１の混合物に強度を付与することができる。
ここで、第１の混合物に付与する強度は軽焼マグネシア粉の添加量により調整することができる。例えば、添加する軽焼くマグネシア粉は、第１の混合物において１０〜２０重量％とするのがよい。
なお、軽焼マグネシア粉の代りに死焼マグネシア粉を使用することもできるが、水との反応性が低くなって好ましくない。一方、仮焼マグネシア粉も使用することができるが、水との反応性が高く空気中の水分と反応して徐々に水酸化マグネシウムに変化するため、保管や使用期間に制約が生じて好ましくない。なお、軽焼マグネシア粉の水との反応性は、例えば、軽焼マグネシア粉の粒度により調整することができる。
【００１０】
第１の発明に係る微粒廃棄物の処理方法において、前記第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し、前記残留水分と該軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成して、該第２の混合物を固形化させて塊状体にすることが好ましい。
【００１１】
第１の混合物が形成された後に、軽焼マグネシア粉を添加して混合を行うと、軽焼マグネシア粉は、第１の混合物の残留水分と化学変化を起こし、水酸化マグネシウムへと変化する。
その結果、第１の混合物が水酸化マグネシウムにより凝集状態になった第２の混合物が形成される。そして、この軽焼マグネシア粉が水酸化マグネシウムに変化する過程で第１の混合物中の残留水分が低下するため、第２の混合物としての含水率は更に低下して、第２の混合物を固形化させて塊状体を形成することができる。なお、軽焼マグネシア粉の添加量により、塊状体の強度を調整することができる。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係る微粒廃棄物の処理方法は、乾燥した微粒廃棄物に生石灰粉と水分を添加し混合して該生石灰粉と該水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成し、該第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し前記水分の残部と該軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成して、該第２の混合物を固形化させて塊状体にする。
【００１３】
乾燥した微粒廃棄物に生石灰粉と水分を加えて混合することにより、添加した水分の一部と生石灰粉との間に、
Ｈ２  Ｏ＋ＣａＯ→Ｃａ（ＯＨ）２
の反応が生じて消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２  ）が生成する。その結果、微粒廃棄物が生成した消石灰及び残部水分の中に分散して第１の混合物が形成される。
第１の混合物が形成された後に、軽焼マグネシア粉を添加して混合を行うと、軽焼マグネシア粉は、第１の混合物の残部水分と化学変化を起こし、水酸化マグネシウムへと変化する。その結果、第１の混合物が水酸化マグネシウムにより凝集状態になって第２の混合物が形成される。
そして、この軽焼マグネシア粉が水酸化マグネシウムに変化する過程で残部水分が低下するため、第２の混合物としての含水率は低下して、第２の混合物の固化が進行し塊状体が形成される。
ここで、軽焼マグネシア粉の添加量により、塊状体の強度を調整することができる。
【００１４】
第１及び第２の発明に係る微粒廃棄物の処理方法において、前記塊状体は前記第２の混合物を加圧成形機で加圧して形成されることが好ましい。
固化が進行中の第２の混合物を加圧成形機で成形することにより、充填密度の高い塊状物を得ることができる。そして、塊状体を乾燥することにより、強度及び硬度の高い塊状体にすることができる。
【００１５】
第１及び第２の発明に係る微粒廃棄物の処理方法において、前記微粒廃棄物は金属精錬時に発生する金属含有ダスト及び汚泥のいずれか１とすることができる。これによって、金属精錬時に発生する金属含有ダスト及び汚泥を容易に取り扱うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る微粒廃棄物の処理方法を適用した微粒廃棄物の処理設備の説明図、図２は同微粒廃棄物の処理方法におけるフロー図である。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る微粒廃棄物の処理方法を適用した微粒廃棄物の処理設備１０は、微粒廃棄物の一例であって金属精錬時に発生する金属含有ダストに水分を含有させて回収する微粒廃棄物回収系１１と、水分を含有した金属含有ダストから塊状体を形成する塊状体形成系１２とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１７】
微粒廃棄物回収系１１は、金属含有ダストを回収する回収手段の一例である湿式集塵機１３と、湿式集塵機１３に基部側が接続され湿式集塵機１３から排出されるスラリー（金属含有ダストと水の混合物）を輸送する輸送管１４を有している。
更に、微粒廃棄物回収系１１は、輸送管１４の先部側と接続し輸送されてきたスラリーを受け入れて水分の一部を脱水する脱水機の一例であるフィルタープレス１５と、フィルタープレス１５で水分の一部が脱水されて所定量の水分を含有する金属含有ダスト（以下、湿ダストという）を搬送する搬送手段の一例であるベルトコンベア１６を有している。
このような構成とすることにより、金属精錬時に発生する金属含有ダストを回収して、所定量の水分を含有する湿ダストを作製して供給することができる。
なお、フィルタープレス１５の代りに、遠心力を利用して水分を分離する遠心分離機を使用することもできる。
【００１８】
また、塊状体形成系１２は、ベルトコンベア１６で搬送されてきた湿ダストが投入され生石灰貯蔵ホッパー１７から供給される生石灰粉を受け入れて混合し第１の混合物を形成し、次いで、この第１の混合物にマグネシア貯蔵ホッパー１８から供給される軽焼マグネシア粉を加えて更に混合して第２の混合物を形成する混合手段の一例である撹拌混合機１９を有している。また、塊状体形成系１２は、撹拌混合機１９から排出された第２の混合物を加圧成形して塊状体を形成する加圧成形機２０を有している。
このような構成とすることにより、供給された湿ダストに生石灰粉を加えて、湿ダストに比較して含水率の低下した第１の混合物を調製することができ、第１の混合物に軽焼マグネシア粉を加えて更に含水率が低下し固化特性を備えた第２の混合物を作製することができる。そして、得られた第２の混合物を加圧成形して充填率を向上させて固形化することにより、強度及び硬度の高い塊状体を形成することができる。
なお、撹拌混合機１９には、混合しながら造粒物を形成する機能を備えた混合手段を選択して使用することが好ましい。これによって、第２の混合物の排出及び搬送が容易になると共に、加圧成形機２０における塊状体の成形効率を向上させることができる。
【００１９】
次に、本発明の一実施の形態に係る微粒廃棄物の処理方法について、図２に示すフロー図に基づいて詳細に説明する。
図示しない金属精錬炉の排ガスを湿式集塵機１３に導入して、排ガス中の金属含有ダストを水で捕集し、ガスを排出する。そして、捕集した金属含有ダストを湿式集塵機１３の底に沈降させてスラリーを形成する。
形成されたスラリーを輸送管１４を介して排出させ、フィルタープレス１５の濾布で隔離された圧搾室内に供給して圧搾し、水分を分離して湿ダストを形成する。ここで、圧搾時に圧力を調整して、湿ダストの含水率を２１〜２８重量％とするのがよい。湿ダストの含水率を上記のように規定することにより、湿ダストの流動化が防止されて、湿ダストの搬送を容易に行うことができる。形成された湿ダストをフィルタープレス１５から排出させて、ベルトコンベア１６により撹拌混合器１９に搬送する。
【００２０】
ベルトコンベア１６で搬送された湿ダストを撹拌混合機１９内に投入し、湿ダストの含水率に応じて予め設定されている重量の生石灰粉を生石灰貯蔵ホッパー１７から供給して、混合を開始する。混合を開始すると、生石灰粉が湿ダスト中の水分と反応して消石灰になり、金属含有ダストが生成した消石灰の中に分散した第１の混合物が形成される。
ここで、生石灰粉と水分との反応は発熱反応であるため第１の混合物の温度が上昇し、第１の混合物中の水分の蒸発が促進される。このため、第１の混合物中の残留水分の量は更に低下する。
ここで、添加する生石灰粉の重量は、第１の混合物の含水率が、例えば、１８〜２５重量％となるように決定される。
【００２１】
撹拌混合機１９内で第１の混合物が形成されたのが確認されると、第１の混合物中の残留水分の量に応じてマグネシア貯蔵ホッパー１８から軽焼マグネシア粉を加えて混合を開始する。混合を開始すると、軽焼マグネシア粉が第１の混合物中の残留水分と反応して水酸化マグネシウムになり、第１の混合物が水酸化マグネシウムにより凝集状態になった第２の混合物が形成される。
また、軽焼マグネシア粉と残留水分との反応は発熱反応であるため第２の混合物の温度が上昇し、第２の混合物中に残留する水分の蒸発が促進されて、第２の混合物中の含水率は低下する。
次いで、第２の混合物を撹拌混合機１９から排出し、加圧成形機２０で第２の混合物を加圧成形して塊状体を形成し、自然乾燥させる。これによって、水酸化マグネシウムによる結合力が発現し、塊状体の強度と硬度が向上する。そして、自然乾燥後の塊状体は金属精錬炉に直接リサイクルすることができる。
ここで、添加する軽焼マグネシア粉の重量は、加圧成形機２０で第２の混合物を加圧成形する際に容易に塊状体が得られるように、第２の混合物の含水率が、例えば、１５〜２０重量％となるように決定される。また、塊状体のサイズは、例えば、外径が４０〜７０ｍｍ、高さが３０〜５０ｍｍのブロックとすることができる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の微粒廃棄物の処理方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。例えば、第２の混合物を加圧成形して固形化して塊状体を形成したが、第２の混合物を撹拌混合機から排出し自然乾燥させて塊状体とし、これを金属精錬炉にリサイクルすることもできる。
また、湿ダストに生石灰粉、あるいは生石灰分及び軽焼マグネシア粉を添加して第１の混合物を形成し、第１の混合物を撹拌混合機から排出し自然乾燥させて、これを金属精錬炉にリサイクルしてもよい。
更に、金属精錬時に発生する金属含有ダストを湿式集塵機で捕集して湿ダストとしたが、乾式集塵機で捕集した金属含有ダストに対して生石灰粉と水分を添加し混合して第１の混合物を形成し、更に、軽焼マグネシア粉を添加して混合して第２の混合物を形成することもできる。
微粒廃棄物として金属精錬時に発生する金属含有ダストを用いたが、例えば、下水処理場の沈澱槽の汚泥に対しても同様に適用して、汚泥から塊状体を形成することができる。これによって、塊状体を直接焼却炉に投入することができ、汚泥の減容化を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１及びこれに従属する請求項２、３、５、６記載の微粒廃棄物の処理方法においては、水分を含有する微粒廃棄物に生石灰粉を加えて混合し、生石灰粉と水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成して、第１の混合物中の残留水分の量を調整するので、微粒廃棄物中に存在していた水分を容易に除去することができ、例えば、加熱しながら乾燥を行う乾燥装置を使用しなくても第１の混合物を容易に乾燥させることが可能になる。
その結果、微粒廃棄物の処理設備を簡略化することができ、設備の製作コストや設備の運転コストを低減することが可能になると共に、多量に発生する微粒廃棄物に対しても容易に対応することが可能である。
【００２４】
特に、請求項２記載の微粒廃棄物の処理方法においては、微粒廃棄物に更に軽焼マグネシア粉を加えて混合し、軽焼マグネシア粉と水分の一部を反応させて水酸化マグネシウムを生成させるので、乾燥して得られる第１の混合物に強度を付与することができ、取扱いを容易にすることが可能になる。
【００２５】
請求項３記載の微粒廃棄物の処理方法においては、第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し、残留水分と軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成して、第２の混合物を固形化させて塊状体にするので、一連の連続した処理により水分を含有する微粒廃棄物から塊状体を容易に形成することが可能になると共に、多量に発生する微粒廃棄物に対しても容易に塊状体を形成することが可能である。
【００２６】
請求項４及びこれに従属する請求項５、６記載の微粒廃棄物の処理方法においては、乾燥した微粒廃棄物に生石灰粉と水分を添加し混合して生石灰粉と水分の一部を反応させて消石灰を生成させることにより第１の混合物を形成し、第１の混合物に軽焼マグネシア粉を添加して混合し水分の残部と軽焼マグネシア粉を反応させて水酸化マグネシウムを生成させることにより含水率の低い第２の混合物を形成して、第２の混合物を固形化させて塊状体にするので、微粒廃棄物の処理設備を簡略化することができ、設備の製作コストや設備の運転コストを低減することが可能になると共に、多量に発生する微粒廃棄物に対しても容易に対応することが可能である。
【００２７】
請求項５記載の微粒廃棄物の処理方法においては、塊状体は第２の混合物を加圧成形機で加圧して形成されるので、強度及び硬度の高い塊状体を得ることができ、塊状体の取扱いが容易になって作業性を向上させることが可能になる。その結果、微粒廃棄物の処理量の増大と、微粒廃棄物の処理コストの低減が可能になる。
【００２８】
請求項６記載の微粒廃棄物の処理方法においては、微粒廃棄物が金属精錬時に発生する金属含有ダスト及び汚泥のいずれかであるので、金属含有ダストのリサイクルや汚泥の処理を容易に行うことが可能になる。
例えば、金属含有ダストから塊状体を形成した場合、塊状体を精錬炉に直接還元することができる。なお、塊状体中の消石灰は造滓剤として作用して金属の清浄化に寄与し、塊状体中の水酸化マグネシウムは精錬炉の耐火煉瓦を保護して炉寿命の延長に寄与する。
また、汚泥から塊状体を形成した場合、塊状体を直接焼却炉に投入することができる。なお、塊状体中の水酸化マグネシウムは焼却炉の耐火煉瓦を保護して炉寿命の延長に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る微粒廃棄物の処理方法を適用した微粒廃棄物の処理設備の説明図である。
【図２】同微粒廃棄物の処理方法におけるフロー図である。
【符号の説明】
１０：微粒廃棄物の処理設備、１１：微粒廃棄物回収系、１２：塊状体形成系、１３：湿式集塵機、１４：輸送管、１５：フィルタープレス、１６：ベルトコンベア、１７：生石灰貯蔵ホッパー、１８：マグネシア貯蔵ホッパー、１９：撹拌混合機、２０：加圧成形機
【図１】
2005007351.tif 000003
【図２】
2005007351.tif 000004